Muestreo en el lado de alta tensión y mitigación en el lado de baja tensión

La preferencia del mercado por el modelo de Muestreo en el lado de alta tensión y mitigación en el lado de baja tensión. No es accidental. Es la solución óptima determinada por una combinación de factores, entre ellos viabilidad técnica, eficiencia económica, seguridad y eficacia de la mitigación La lógica detrás de esto se puede entender con una analogía simple:

Un médico realiza un "análisis de sangre" (toma de muestra) en la "arteria principal" (lado de alto voltaje) y luego aplica una "terapia dirigida" o "medicación local" (mitigación) en el "órgano" o "red capilar" específico (lado de carga de bajo voltaje).

I. ¿Por qué el muestreo debe realizarse en el lado de alto voltaje?

El muestreo en el lado de alto voltaje (normalmente la barra colectora de 10 kV o 35 kV) es esencial para obtener la imagen más completa y precisa del estado de la calidad de la energía del sistema.

1. Perspectiva global y la "fuente de la verdad" :

   • La barra colectora de alta tensión es el corazón y el eje central de todo el sistema de distribución. Todos los problemas de calidad de la energía (armónicos, potencia reactiva, etc.) generados por las cargas de baja tensión aguas abajo (cargas no lineales) se acumulan y se reflejan en la barra colectora de alta tensión.

   • El muestreo en este punto permite el seguimiento de la suma total de todos los problemas de calidad de la energía Generados por todas las cargas dentro del rango de suministro de la subestación. Esto proporciona la "verdad global" del sistema y es la única base para evaluar el cumplimiento de los requisitos de la compañía eléctrica (p. ej., la norma china "Calidad de la energía - Armónicos en la red pública de suministro" GB/T 14549-93).

2. Representatividad y estabilidad de los datos :

   • El lado de alto voltaje tiene un nivel de voltaje más alto, mayor capacidad de cortocircuito y menor impedancia del sistema, lo que hace que la forma de onda de voltaje sea relativamente más estable y rígido La distorsión de la forma de onda de voltaje es menor, lo que refleja con mayor precisión la verdadera distorsión de la corriente.

   • El muestreo en un circuito derivado específico en el lado de bajo voltaje solo revela los problemas de ese derivado y no representa el estado de todo el sistema; es como "los ciegos y el elefante".

3. Conveniencia y estandarización de la implementación técnica :

   • Los transformadores de tensión (TT) y los transformadores de corriente (TC) en el lado de alta tensión son equipos estándar. Son altamente precisos, se instalan de forma permanente y proporcionan puntos de medición listos para usar y fiables para el muestreo. Solo se necesita instalar un analizador de calidad de la energía.

   • Todas las evaluaciones y liquidaciones con la red ascendente se llevan a cabo en el lado de alto voltaje, lo que hace que los datos muestreados aquí sean los más confiables.

II. ¿Por qué se prefiere la mitigación en el lado de baja tensión?

Aunque el problema se manifiesta en el lado de alta tensión, su causa raíz reside en las cargas de baja tensión. La mitigación, como el tratamiento de una enfermedad, requiere abordar la causa raíz de forma rentable.

1. Eficiencia económica (el factor más crítico) :

   • Costo del equipo :El costo de los dispositivos de mitigación (por ejemplo, APF, SVG) está directamente relacionado con la nivel de voltaje en el que operan y la corriente de compensación Ellos proporcionan.

     • Nivel de voltaje El aislamiento (clasificación), la complejidad del diseño y el costo de fabricación de los componentes para un APF/SVG de baja tensión de 400 V en comparación con un APF/SVG de alta tensión de 10 kV son muy diferentes. El costo de los equipos de alta tensión puede ser... varias veces o incluso diez veces más que la de los equipos de baja tensión.

     • Corriente de compensación :Capacidad de mitigación S = √3 * U * I Para la misma capacidad de compensación (S), una tensión más alta (U) requiere una corriente de compensación más baja (I). Esto significa que los dispositivos de mitigación de alta tensión requieren una menor capacidad de corriente, pero El aumento de costos debido al mayor nivel de voltaje supera con creces el ahorro de costos derivado de la corriente reducida .

   • Costos de instalación y mantenimiento Los equipos de bajo voltaje son más fáciles de instalar y no requieren planes estrictos de corte de energía ni personal altamente calificado para trabajos de alto voltaje. El mantenimiento y la resolución de problemas diarios también son más seguros y convenientes.

2. Eficiencia y precisión de la mitigación :

   • Principio de localidad Los armónicos y la potencia reactiva se compensan mejor localmente, cerca de donde se generan (por las cargas), para evitar que circulen por el sistema y causen pérdidas de línea y contaminación innecesarias. Esto es como clasificar la basura en la cocina en lugar de esperar a que se acumule por toda la casa antes de limpiar.

   • Mitigación dirigida con precisión En baja tensión, la mitigación puede centrarse en fuentes armónicas específicas (p. ej., un grupo de variadores de frecuencia, un horno de arco, una estación de carga) para obtener resultados inmediatos y efectivos. En alta tensión, la mitigación es un enfoque universal que no puede abordar específicamente los problemas de una carga específica.

3. Seguridad y confiabilidad :

   • La mitigación en el lado de baja tensión evita los riesgos asociados con la operación en el sistema de alta tensión. Baja tensión APF / SVG La tecnología es muy avanzada y confiable. Incluso si ocurre una falla, su impacto se limita a la zona de baja tensión local y no provocará un apagón total en todo el sistema de alta tensión.

4. Modularidad y escalabilidad :

   • Las cargas empresariales crecen constantemente. En el lado de baja tensión, se puede implementar una estrategia de "primero mitigar los problemas principales y luego ampliar la capacidad según sea necesario" simplemente añadiendo módulos. La dificultad y el costo de expandir un sistema de mitigación de alta tensión después de la instalación inicial son extremadamente altos.

III. Resumen: El ciclo lógico cerrado de la estrategia óptima

De esta manera, la elección del mercado forma un bucle lógico cerrado perfecto:

1. [Identificar la naturaleza global del problema] → Muestra en el lado de alto voltaje comprender el estado real de la calidad energética de toda la red y definir la necesidad y los objetivos de la mitigación.

2. [Analizar la causa raíz del problema] → Utilice el análisis de datos para localizar qué cargas de bajo voltaje son las fuentes principales de los problemas de calidad de la energía.

3. [Resolver el problema de forma económica y precisa] → En el lado de bajo voltaje , instalar dispositivos de mitigación más rentables, eficientes y seguros (por ejemplo, APF) dirigidos a estas cargas fuente.

4. [Verificar la eficacia de la mitigación] → Utilizar datos de muestreo lateral de alto voltaje nuevamente para verificar que la calidad de energía de toda la red cumple con los estándares después de la mitigación.

Excepciones: ¿Cuándo es necesaria la mitigación en el lado de alto voltaje?

Si bien la "mitigación de bajo voltaje" es la regla universal, existen excepciones en las que es necesaria la mitigación en el lado de alto voltaje (instalación de SVG, SVC o APF de alto voltaje):

1. Cargas extremadamente dispersas Por ejemplo, en un gran parque con cientos de pequeños talleres, cada uno generando una pequeña cantidad de armónicos. Instalar un filtro de partículas activo (PAF) en cada taller no es rentable; es más adecuado centralizar la mitigación en el lado de alta tensión.

2. Principalmente problemas de potencia reactiva :Si el problema principal es un factor de potencia bajo que genera multas y la demanda de potencia reactiva es enorme, instalar un SVG/SVC de alto voltaje para la compensación centralizada de potencia reactiva podría ser la mejor opción.

3. Requisitos de estabilidad de voltaje extremadamente alto :En el caso de sitios con cargas de impacto enormes e instantáneas, como plantas de acero o transporte ferroviario, se necesita una compensación rápida de potencia reactiva (SVG) directamente en el lado de alto voltaje para estabilizar el voltaje de la red y evitar caídas de tensión.

4. Restricciones de espacio severas :Si no hay espacio para instalar numerosos dispositivos de mitigación de bajo voltaje, la única opción puede ser instalar un dispositivo de mitigación de alto voltaje centralizado en la sala de distribución de alto voltaje.

En conclusión, Muestreo de alto voltaje, mitigación de bajo voltaje es una regla de oro desarrollada por el mercado a través de años de práctica, logrando el mejor equilibrio entre tecnología, costo y efectividad.